(57)【要約】【課題】  大きなトルクを得ることができ、組み立て易いチルトヒンジを提供する。【解決手段】  本発明のチルトヒンジ５０は、ホルダ４およびシャフト１の各々に取り付けられた部材を互いに回動可能に連結するチルトヒンジであって、溝１５ａを有する大径部と、大径部と結合したヒンジ軸３とを有するホルダ４と、ヒンジ軸３に挿入され、溝１５ｂを有する軸受５と、大径部と軸受５との間でヒンジ軸３を軸として回動し、突起部１１ａと突起部１１ｂとを有するシャフト１と、大径部の方向に軸受５を付勢するバネ９とを備えている。突起部１１ａはヒンジ軸３に垂直な面に対して傾斜した平面１４ａを有しており、突起部１１ａの平面１４ａと溝１５ａとが当接している。突起部１１ｂはヒンジ軸３に垂直な面に対して傾斜した平面１４ｂを有しており、突起部１１ｂの平面１４ｂと溝１５ｂとが当接している。【選択図】        図５
2006083897.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホルダおよびシャフトの各々に取り付けられた部材を互いに回動可能に連結するチルトヒンジであって、
第１の溝を有する大径部と、前記大径部と結合したヒンジ軸とを有する前記ホルダと、
前記ヒンジ軸に挿入され、第２の溝を有する軸受と、
前記大径部と前記軸受との間で前記ヒンジ軸を軸として回動し、第１の突起部と第２の突起部とを有する前記シャフトと、
前記大径部の方向に前記軸受を付勢する付勢部材とを備え、
前記第１の突起部は前記ヒンジ軸に垂直な面に対して傾斜した平面を有しており、前記第１の突起部の前記平面と前記第１の溝とが当接しており、前記第２の突起部は前記ヒンジ軸に垂直な面に対して傾斜した平面を有しており、前記第２の突起部の前記平面と前記第２の溝とが当接している、チルトヒンジ。
【請求項２】
前記第１の突起部の先端部は前記第１の溝に当接しておらず、前記第２の突起部の先端部は前記第２の溝に当接していない、請求項１に記載のチルトヒンジ。
【請求項３】
前記ヒンジ軸は円の断面形状を有する第１の部分と、前記ヒンジ軸の中心からの距離が変化している断面形状を有する第２の部分とを有し、
前記シャフトは前記第１の部分の断面形状と同じ形状の開口部を有し、かつ前記シャフトの前記開口部が前記第１の部分に挿入されており、
前記軸受は前記第２の部分の断面形状と同じ形状の開口部を有し、かつ前記軸受の前記開口部が前記第２の部分に挿入されている、請求項１または２に記載のチルトヒンジ。
【請求項４】
前記ホルダおよび前記シャフトのうちいずれかがコンピュータのディスプレイに取り付けられる、請求項１〜３のいずれかに記載のチルトヒンジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チルトヒンジに関し、より特定的には、大きなトルクを得ることができ、組み立て易いチルトヒンジに関する。
【背景技術】
【０００２】
ラップトップ型コンピュータやノート型コンピュータは、キーボード本体と、このキーボード本体に対しチルトヒンジを介して開閉可能に取り付けられたディスプレイ装置とにより構成されている。これらのコンピュータは、キーボード本体に対しディスプレイ装置が開かれた状態で使用され、使用時以外にはキーボード本体とディスプレイ装置とが２つに折り畳まれるように構成されている。これらのコンピュータは極力薄く小型のものが求められているため、チルトヒンジも小径であるものが求められている。また、キーボード本体に対し任意の位置までディスプレイを開いた状態でパソコンを使用できるように、チルトヒンジには大きなトルクを発生することが求められている。かかる要請を満たす従来のチルトヒンジが、たとえな特開２０００−３４６０４７号公報（特許文献１）に開示されている。
【０００３】
図１１は、従来のチルトヒンジの構造を示す断面図である。図１１に示すように、チルトヒンジ１３０は、回転シャフト１０１と、回転摩擦板１０２と、装置本体取付け板１０３と、回転摩擦板１０４と、固定摩擦板１０５と、回転摩擦板１０６と、保持板１２０とを備えている。回転シャフト１０１は、大径部１０１ａの一方側に形成された小径よりなる軸受部１０１ｂと、大径部１０１ａの他方側に形成されたディスプレイ体取付け部１０１ｃとを有している。軸受部１０１ｂには、大径部１０１ａから順次回転摩擦板１０２、装置本体取付け板１０３、回転摩擦板１０４、固定摩擦板１０５、回転摩擦板１０６、スプリングワッシャ１０７、およびスペーサ１０８が挿入されている。軸受部１０１ｂの端部はかしめられている。スプリングワッシャ１０７で回転シャフト１０１の軸方向に付勢することにより、回転摩擦板１０２、装置本体取付け板１０３、回転摩擦板１０４、固定摩擦板１０５、および回転摩擦板１０６各々が圧接されている。ディスプレイ体取付け部１０１ｃは保持板１２０を介してディスプレイ体１２１に固定されており、装置本体取付け板１０３は装置本体１２２に固定されている。
【０００４】
軸受部１０１ｂは九角形の断面形状を有している。回転摩擦板１０２，１０４，および１０６は、軸受部１０１ｂと共に回転するように、軸受部１０１ｂと同じ九角形の断面形状の穴を有している。一方、装置本体取付け板１０３および固定摩擦板１０５は、軸受部１０１ｂを回転可能に支持する丸穴が形成されている。また、装置本体取付け板１０３には係合穴１０３ａが係合されており、この係合穴１０３ａには固定摩擦板１０５に形成された係合突起１０５ａが係合している。
【０００５】
チルトヒンジ１３０では、回転摩擦板１０２、装置本体取付け板１０３、回転摩擦板１０４、固定摩擦板１０５、および回転摩擦板１０６の各々は互いに回転シャフトに垂直な平面で接触しており、これらの部材の間に働く摩擦力によりトルクを得ている。すなわち、回転シャフト１０１が回転すると、回転シャフト１０１と共に回転摩擦板１０２，１０４，１０６の各々も回転し、回転摩擦板１０２と装置本体取付け板１０３との接触面、装置本体取付け板１０３と回転摩擦板１０４との接触面、回転摩擦板１０４と固定摩擦板１０５との接触面、および固定摩擦板１０５と回転摩擦板１０６との接触面の各々に間に生じる摩擦力によりトルクを得ている。
【特許文献１】特開２０００−３４６０４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来のチルトヒンジ１３０では、大きなトルクを発生させるためにスプリングワッシャ１０７の付勢力を大きくしている。これにより、回転摩擦板１０２、装置本体取付け板１０３、回転摩擦板１０４、固定摩擦板１０５、および回転摩擦板１０６の各々を圧接する力が大きくなり、大きな摩擦力を発生させることができる。スプリングワッシャ１０７の付勢力を大きくするためには、スプリングワッシャ１０７を多数用いる等の方法が必要となる。
【０００７】
ところで、チルトヒンジ１３０は、回転摩擦板１０２、装置本体取付け板１０３、回転摩擦板１０４、固定摩擦板１０５、回転摩擦板１０６、およびスプリングワッシャ１０７の各々に開口された穴を回転シャフト１０１に通し、スプリングワッシャ１０７を付勢した状態で、大径部１０１ａもしくは軸受部１０１ｂを形成することにより組み立てられる。しかし、上述のように、スプリングワッシャ１０７の付勢力は大きいので、組み立ての際にスプリングワッシャ１０７を付勢した状態に保つためには大きな力が必要となる。このため、従来のチルトヒンジ１３０には、組み立てにくいという問題があった。
【０００８】
したがって、本発明の目的は、大きなトルクを得ることができ、組み立て易いチルトヒンジを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のチルトヒンジは、ホルダおよびシャフトの各々に取り付けられた部材を互いに回動可能に連結するチルトヒンジであって、第１の溝を有する大径部と、大径部と結合したヒンジ軸とを有するホルダと、ヒンジ軸に挿入され、第２の溝を有する軸受と、大径部と軸受との間でヒンジ軸を軸として回動し、第１の突起部と第２の突起部とを有するシャフトと、大径部の方向に軸受を付勢する付勢部材とを備えている。第１の突起部はヒンジ軸に垂直な面に対して傾斜した平面を有しており、第１の突起部の前記平面と第１の溝とが当接している。第２の突起部はヒンジ軸に垂直な面に対して傾斜した平面を有しており、第２の突起部の前記平面と第２の溝とが当接している。
【００１０】
本発明のチルトヒンジによれば、シャフトと、ホルダおよび軸受とが、ヒンジ軸に垂直な面に対して傾斜した平面で当接するので、ヒンジ軸に垂直な面で当接する場合に比べて、シャフトと、ホルダおよび軸受との間の摩擦を増大することができる。このため、付勢部材を多数用いることなしに大きなトルクを得ることができる。したがって、大きなトルクを得ることができ、組み立て易いチルトヒンジを得ることができる。
【００１１】
本発明のチルトヒンジにおいて好ましくは、第１の突起部の先端部は第１の溝に当接しておらず、第２の突起部の先端部は第２の溝に当接していない。
【００１２】
これにより、第１の突起部および第２の突起部の先端部にて付勢部材からの力を受けることなく、第１の突起部および第２の突起部におけるヒンジ軸に垂直な面に対して傾斜した平面にて付勢部材からの力を確実に受けることができる。したがって、シャフトと、ホルダおよび軸受との間の摩擦を確実に増大することができる。
【００１３】
本発明のチルトヒンジにおいて好ましくは、ヒンジ軸は円の断面形状を有する第１の部分と、ヒンジ軸の中心からの距離が変化している断面形状を有する第２の部分とを有している。シャフトは第１の部分の断面形状と同じ形状の開口部を有し、かつシャフトの開口部が第１の部分に挿入されている。軸受は第２の部分の断面形状と同じ形状の開口部を有し、かつ軸受の開口部が第２の部分に挿入されている。
【００１４】
これにより、ヒンジ軸の第１の部分を軸としてシャフトが回動し、軸受がヒンジ軸の第２の部分に固定される。したがって、軸受がシャフトと共に回動するのを防止することができる。
【００１５】
本発明のチルトヒンジにおいて好ましくは、ホルダおよびシャフトのうちいずれかがコンピュータのディスプレイに取り付けられる。これにより、任意の位置までディスプレイを開いた状態でコンピュータを使用することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のチルトヒンジによれば、大きなトルクを得ることができ、組み立て易いチルトヒンジを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。
【００１８】
（実施の形態１)
図１は、本発明の実施の形態１におけるチルトヒンジを使用したノート型パソコンの構成を示す側面図である。図１を参照して、ノート型パソコン５３は、チルトヒンジ５０と、ディスプレイ部５１と、キーボード部５２とにより構成されている。チルトヒンジ５０のシャフト１がディスプレイ部５１に取り付けられており、チルトヒンジ５０のホルダ４がキーボード部５２に取り付けられている。これにより、チルトヒンジ５０は、ディスプレイ部５１とキーボード部５２とを互いに回動可能に連結している。なお、ディスプレイ部５１にはたとえばディスプレイおよびスピーカなどが搭載されており、キーボード部５２にはたとえばキーボード、ポインティングデバイス、およびドライブ(フロッピィディスクドライブ、ハードディスクドライブ、光ディスクドライブなど)などが搭載されている。
【００１９】
図２〜図５は、本発明の実施の形態１におけるチルトヒンジの構成を示す図である。図２は正面図、図３および図４は側面図である。図５は図３のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。また、図６は本発明の実施の形態１におけるシャフトの構成を示す側面図であり、図７は本発明の実施の形態１における軸受の構成を示す側面図である。次に、図１〜図７を用いて、本実施の形態のチルトヒンジ５０の構成を説明する。
【００２０】
本実施の形態のチルトヒンジ５０は、ホルダ４と、シャフト１と、軸受５と、付勢部材としてのバネ９と、円板７とを備えている。ホルダ４のヒンジ軸３に、図２中左側から順にシャフト１、軸受５、バネ９、および円板７が挿入されている。
【００２１】
特に図５に示すように、本実施の形態のチルトヒンジ５０においては、ホルダ４には第１の溝としての溝１５ａが形成されており、軸受５には第２の溝としての溝１５ｂが形成されている。また、シャフト１には第１の突起部としての突起部１１ａと、第２の突起部としての突起部１１ｂが形成されている。突起部１１ａはヒンジ軸３に垂直な面に対して傾斜した平面１４ａを有しており、平面１４ａと溝１５ａとが当接している。また、突起部１１ｂはヒンジ軸３に垂直な面に対して傾斜した平面１４ｂを有しており、平面１４ｂと溝１５ｂとが当接している。すなわち、突起部１１ａおよび突起部１１ｂは楔形である。
【００２２】
また、突起部１１ａの先端部は溝１５ａに当接しておらず、突起部１１ｂの先端部は溝１５ｂに当接していない。言い換えれば、突起部１１ａの先端部と溝１５ａとの間には空間１６ａが形成されており、突起部１１ｂの先端部と溝１５ｂとの間には空間１６ｂが形成されている。なお、突起部１１ａおよび突起部１１ｂの各々の先端部は、溝１５ａおよび溝１５ｂの各々に当接していてもよい。
【００２３】
ホルダ４は、大径部４ａと、ヒンジ軸３と、キーボード部取付け板４ｂとを有している。大径部４ａは円の平面形状を有しており、シャフト１が配置されている側に溝１５ａを有している。ヒンジ軸３は、その一方の端部において大径部４ａの中心部分と結合している。キーボード取付け板４ｂは、大径部４ａから延在しており、Ｌ字型の形状を有している。キーボード取付け板４ｂのＬ字型の先端部には図示しないキーボード部取付け穴が開口している。このキーボード部取付け穴を介してキーボード部５２のネジ穴にネジを挿入することで、ホルダ４にキーボード部５２が取り付けられる。
【００２４】
ヒンジ軸３は、円の断面形状を有する第１の部分３ａと、ヒンジ軸３の中心からの距離が変化している断面形状を有する第２の部分３ｂとを有している。すなわち、第２の部分３ｂの断面形状は、図３に示すように円の一部が欠けたような断面形状を有しており、ヒンジ軸３の中心からの距離である距離ｒ１と距離ｒ２とは互いに異なっている。なお、第２の部分３ｂの断面形状はこの形状に限られるものではない。
【００２５】
特に図６に示すように、シャフト１は、大径部４ａと軸受５との間でヒンジ軸３を軸として回動し、突起部１１ａと突起部１１ｂとを有している。具体的には、シャフト１はヒンジ軸３の第１の部分３ａの断面形状と同じ形状の開口部１３ａを有しており、開口部１３ａが第１の部分３ａに挿入されている。これによって、シャフト１はヒンジ軸３を軸として回動可能となっている。
【００２６】
また、シャフト１は、ディスプレイ部取付け板６を有している。ディスプレイ部取付け板６は、シャフト１の円筒部分から延在しており、その先端部には３個のディスプレイ部取付け穴６ａが開口している。このディスプレイ部取付け穴６ａを介してディスプレイ部５１のネジ穴にネジを挿入することで、シャフト１にディスプレイ部５１が取り付けられる。なお、ディスプレイ部取付け穴６ａの個数は任意である。
【００２７】
特に図７に示すように、軸受５は円周の平面形状を有している。また、軸受５はヒンジ軸３の第２の部分３ｂの断面形状と同じ形状の開口部１３ｂを有しており、開口部１３ｂが第２の部分３ｂに挿入されている。これによって、軸受５はシャフト１と共に回動せずにヒンジ軸３に固定される。また、軸受５は、シャフト１が配置されている側に溝１５ｂを有している。
【００２８】
ヒンジ軸３の他方の端部には円板７が固定されており、軸受５と円板７との間にバネ９が配置されている。これによって、大径部４ａの方向に軸受５が付勢されている。
【００２９】
本実施の形態のチルトヒンジ５０において、ディスプレイ部５１の開閉時には、ヒンジ軸３に対してシャフト１が回動する。シャフト１が回動する際には、突起部１１ａの平面１４ａと溝１５ａとの間に生じる摩擦力と、突起部１１ｂの平面１４ｂと溝１５ｂとの間に生じる摩擦力とにより、チルトヒンジ５０に大きなトルクが発生する。これについて以下に説明する。
【００３０】
図８は、シャフトの突起部とホルダの溝との間に生じる摩擦力を説明するための図である。図８を参照して、シャフト１の突起部１１ａの平面１４ａがホルダ４の溝１６ａに当接している。突起部１１ａの一方の平面１４ａ(図８中左側）は、ヒンジ軸３に対して角度α1だけ傾斜している。また、突起部１１ａのもう一方の平面１４ａ(図８中右側）は、ヒンジ軸３に対して角度α2だけ傾斜している。また、突起部１１ａの平面１４ａと溝１６ａとの間には、ヒンジ軸３に平行な方向(図８中縦方向)に、バネ９による付勢力Ｆが加えられている。シャフト１の回転時には、突起部１１ａは紙面に垂直にこちら側に向かって移動する。このとき、突起部１１ａと溝１６ａとの間には、紙面に垂直に向こう側に向かう方向に摩擦力ｆ1が発生する。角度α1と角度α2とが等しい場合（α1＝α2＝α）には、摩擦力ｆ1は次の式（１）で表わされる。
【００３１】
ｆ1＝Ｆ・μ／ｓｉｎα・・・（１）
ここで、μはシャフトとホルダとの間の摩擦係数である。また、上述のように平面１４ａはヒンジ軸３に対して傾斜しているので、αは９０°よりも小さくなり、（１／ｓｉｎα）の値は常に１より大きくなる。また、角度α1と角度α2とが等しくない場合（α1≠α2）には、摩擦力ｆ1は次の式（２）で表わされる。
【００３２】
ｆ1＝（ｃｏｓα1＋ｃｏｓα2）Ｆ・μ／ｓｉｎ（α1＋α1）・・・（２）
式（２）において、α1＜９０°，α2＜９０°である場合には、（ｃｏｓα1＋ｃｏｓα2）／ｓｉｎ（α1＋α1）の値は常に１より大きくなる。
【００３３】
一方、図９は、突起部がない場合にシャフトとホルダとの間に生じる摩擦力を説明するための図である。図９を参照して、突起部がない場合には、シャフト８１とホルダ８４とがヒンジ軸に対して垂直な平面で接触する。また、シャフト８１とホルダ８４との間には、ヒンジ軸に平行な方向(図９中縦方向)に、バネによる付勢力Ｆが加えられている。シャフト８１が紙面に垂直にこちら側に向かって回転する際には、シャフト８１とホルダ８４との間には、紙面に垂直に向こう側に向かう方向に摩擦力ｆ2が発生する。この摩擦力ｆ2は次の式（３）で表わされる。
【００３４】
ｆ2＝μＦ・・・（３）
式(１)および式（２)と、式（３）とを比較して、式（１）および式（２）の値が常に式（３）の値よりも大きくなることが分かる。したがって、ヒンジ軸３に垂直な面に対して傾斜した平面を有する突起部１１ａ，１１ｂを形成することによって、摩擦力を大きくすることができ、大きなトルクを発生することができる。
【００３５】
以上のように、本実施の形態のチルトヒンジ５０によれば、大きなトルクを発生させることができるので、キーボード部５２に対し任意の位置までディスプレイ部５１を開いた状態でノート型パソコン５３を使用することができる。また、付勢部材を多数用いることなしに大きなトルクを得ることができるので、組み立て易くなる。
【００３６】
本実施の形態のチルトヒンジ５０において、突起部１１ａの先端部は溝１６ａに当接しておらず、突起部１１ｂの先端部は溝１６ｂに当接していない。
【００３７】
これにより、突起部１１ａおよび突起部１１ｂの先端部にてバネ９からの力を受けることなく、突起部１１ａおよび突起部１１ｂの各々における平面１４ａおよび平面１４ｂの各々にてバネ９からの力を確実に受けることができる。したがって、シャフト１と、ホルダ４および軸受５との間の摩擦を確実に増大することができる。
【００３８】
本実施の形態のチルトヒンジ５０において、ヒンジ軸３は円の断面形状を有する第１の部分３ａと、ヒンジ軸３の中心からの距離が変化している断面形状を有する第２の部分３ｂとを有している。シャフト１は第１の部分３ａの断面形状と同じ形状の開口部１３ａを有して、かつシャフト１の開口部１３ａが第１の部分３ａに挿入されている。軸受５は第２の部分３ｂの断面形状と同じ形状の開口部１３ｂを有し、かつ軸受５の開口部１３ｂが第２の部分３ｂに挿入されている。
【００３９】
これにより、ヒンジ軸３の第１の部分３ａを軸としてシャフト１が回動し、軸受５がヒンジ軸３の第２の部分３ｂに固定される。したがって、軸受５がシャフト１と共に回動するのを防止することができる。
【００４０】
（実施の形態２)
図１０は、本発明の実施の形態２における軸受の構成を示す側面図である。図１０に示すように、軸受５は四角形状の開口部１３ｃを有している。また、図示しないが、ヒンジ軸３の第２の部分３ｂは軸受５の開口部１３ｃと同じ四角の断面形状を有しており、開口部１３ｃが第２の部分３ｂに挿入されている。なお、これ以外の構成は、図１〜図７に示す実施の形態１のチルトヒンジ５０の構成とほぼ同様であるのでその説明を省略する。本実施の形態の軸受５およびシャフト１であっても、軸受５をヒンジ軸３に固定することができ、実施の形態１とほぼ同様の効果を得ることができる。
【００４１】
なお、本発明のチルトヒンジは、実施の形態１に示すようにノート型パソコンなどの機器への使用に適しているが、このような用途に限定されるものではなく、他の部材に取り付けられてもよい。
【００４２】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施の形態１におけるチルトヒンジを使用したノート型パソコンの構成を示す側面図である。
【図２】本発明の実施の形態１におけるチルトヒンジの構成を示す正面図である。
【図３】本発明の実施の形態１におけるチルトヒンジの構成を示す側面図である。
【図４】本発明の実施の形態１におけるチルトヒンジの構成を示す側面図である。
【図５】図３のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。
【図６】本発明の実施の形態１におけるシャフトの構成を示す側面図である。
【図７】本発明の実施の形態１における軸受の構成を示す側面図である。
【図８】シャフトの突起部とホルダの溝との間に生じる摩擦力を説明するための図である。
【図９】突起部がない場合にシャフトとホルダとの間に生じる摩擦力を説明するための図である。
【図１０】本発明の実施の形態２における軸受の構成を示す側面図である。
【図１１】従来のチルトヒンジの構造を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１，８１  シャフト、３，３ａ，３ｂ  ヒンジ軸、４，８４  ホルダ、４ａ，１０１ａ  大径部、４ｂ  キーボード取付け板、５  軸受、６  ディスプレイ部取付け板、６ａ  ディスプレイ部取付け穴、７  円板、９  バネ、１１ａ，１１ｂ  突起部、１３ａ〜１３ｃ  開口部、１４ａ，１４ｂ  平面、１５ａ，１５ｂ  溝、１６ａ，１６ｂ  空間、５０，１３０  チルトヒンジ、５１  ディスプレイ部、５２  キーボード部、５３  ノート型パソコン、１０１  回転シャフト、１０１ｂ  軸受部、１０１ｃ  ディスプレイ取付け部、１０２，１０４，１０６  回転摩擦板、１０３  装置本体取付け板、１０３ａ  係合穴、１０５  固定摩擦板、１０５ａ  係合突起、１０７  スプリングワッシャ、１０８  スペーサ、１２０  保持板、１２１  ディスプレイ体、１２２  装置本体。
【図１】
2006083897.tif 000003
【図２】
2006083897.tif 000004
【図３】
2006083897.tif 000005
【図４】
2006083897.tif 000006
【図５】
2006083897.tif 000007
【図６】
2006083897.tif 000008
【図７】
2006083897.tif 000009
【図８】
2006083897.tif 000010
【図９】
2006083897.tif 000011
【図１０】
2006083897.tif 000012
【図１１】
2006083897.tif 000013